Fabricación aditiva frente a fabricación tradicional

Introducción

Lafabricación aditiva (AM), o impresión 3D, se ha convertido en una tecnología innovadora que está revolucionando los métodos de producción tradicionales en todos los sectores. Su capacidad para crear objetos complejos y personalizados mediante la adición de material capa a capa está reconfigurando la forma en que diseñamos, creamos prototipos y fabricamos productos en sectores como el aeroespacial, la automoción, la sanidad y los bienes de consumo.

En este artículo exploraremos las características y ventajas comunes de esta tecnología transformadora comparándola con los métodos de fabricación tradicionales. Esperamos que pueda tener una mejor comprensión y conseguir los materiales AM perfectos para su negocio o investigación.

¿Qué es la fabricación aditiva?

La fabricación aditiva es un conjunto de tecnologías que fabrican objetos tridimensionales mediante un proceso de construcción capa a capa. A diferencia de los métodos de fabricación tradicionales que implican procesos sustractivos como el corte, el taladrado y el mecanizado, la AM es un proceso aditivo en el que los objetos se añaden capa a capa.

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Figura 1 Impresión 3D

Los pasos típicos de un proceso de AM son los siguientes:

1. 1. Diseño: El primer paso de la AM consiste en crear un modelo digital en 3D del objeto mediante un programa de diseño asistido por ordenador (CAD). Este modelo digital sirve como plano para el objeto físico.

2. 2. Preparación: El modelo digital se prepara para la impresión cortándolo en finas capas transversales. Este paso determina el grosor de la capa y proporciona instrucciones a la máquina de AM sobre cómo construir el objeto capa a capa.

3. 3. Proceso de impresión: El proceso de impresión comienza cuando la máquina de AM empieza a construir el objeto capa por capa. La tecnología específica de AM determina el proceso exacto. Por ejemplo, en el modelado por deposición fundida (FDM), se calienta un filamento de material termoplástico y se extruye sobre la plataforma de construcción.

4. 4. Postprocesado: Una vez finalizada la impresión, pueden ser necesarios pasos de postprocesado para refinar el objeto, que pueden incluir la eliminación de estructuras de soporte, limpieza, pulido y tratamiento de la superficie para lograr las características finales deseadas.

Lectura relacionada: Polvo de impresión 3D: ¿Qué es y cómo se utiliza?

Figura 2. Proceso de AM Proceso AM

Fabricación aditiva frente a fabricación tradicional

A medida que se desarrolla la tecnología, la fabricación aditiva sigue ganando impulso e introduce varias ventajas con respecto a los métodos de fabricación tradicionales.

• Geometrías complejas: La AM permite crear patrones complejos, incluidas estructuras internas intrincadas y formas orgánicas, que son difíciles o imposibles de producir con los métodos tradicionales.
• Personalización: Permite adaptar y personalizar fácilmente los productos, mientras que los métodos convencionales son adecuados para la producción en masa. Con la AM, cada artículo puede adaptarse a requisitos específicos sin incurrir en costes adicionales de utillaje ni retrasos en la producción.
• Reducción de residuos: Los procesos de AM generan un mínimo de material de desecho, ya que añaden material de forma selectiva, utilizando sólo lo necesario para construir el objeto. Esto también reduce los costes de material y el impacto medioambiental.
• Equipo simplificado: Los procesos de fabricación tradicionales a menudo implican múltiples pasos, cada uno de los cuales utiliza diferentes máquinas. Sin embargo, en la fabricación aditiva, un único dispositivo se encarga de todos los aspectos de la creación. Por ejemplo, la metalurgia suele utilizar una combinación de torneado, fresado y taladrado para producir una pieza metálica acabada.
• Producción bajo demanda: La AM permite la producción descentralizada y bajo demanda, reduciendo la necesidad de grandes inventarios y permitiendo la fabricación localizada. Reduce las barreras a la iniciativa empresarial y al desarrollo de productos. Con la ayuda de las impresoras 3D, las empresas pueden crear prototipos y producir sus productos en un solo dispositivo en lugar de invertir en toda una fábrica.

Aplicaciones de la fabricación aditiva

Con estas ventajas, la fabricación aditiva tiene aplicaciones en diversos sectores, como el aeroespacial, la automoción, la sanidad, los productos de consumo y la arquitectura, entre otros. Está transformando la fabricación con las características que se indican a continuación.

Tabla 1. Fabricación aditiva frente a fabricación tradicional Fabricación aditiva frente a fabricación tradicional

Conclusión

En una palabra, la comparación entre la fabricación aditiva y la fabricación tradicional revela un panorama dinámico en el que estos enfoques ofrecen ventajas y consideraciones únicas. La AM introduce un enfoque disruptivo con sus geometrías complejas, capacidades de personalización, prototipado rápido y eficiencia de materiales. Mientras que los métodos de fabricación tradicionales han sido durante mucho tiempo la base de la producción en masa.

En última instancia, la elección entre la AM y la fabricación tradicional depende de factores como el volumen de producción, la complejidad del diseño, los requisitos de material y las limitaciones de tiempo. La clave está en comprender los matices de cada enfoque y abrazar el poder transformador de la fabricación aditiva. Para más información sobre materiales de AM, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).

Referencias:

[1] Thakur, Vishal & Singh, Roopkaran & Kumar, Ranvijay & Gehlot, Anita. (2022). 4D printing of thermoresponsive materials: a state-of-the-art review and prospective applications. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM). 1-20. 10.1007/s12008-022-01018-5.